电路故障诊断系统

电路故障诊断系统（共11篇）

电路故障诊断系统 篇1

广州本田雅阁轿车的空调装置由制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统和控制系统组成。该车的制冷系统通过空调压力开关和散热器风扇继电器、冷凝器风扇继电器和压缩机离合器继电器对制冷电路进行控制。本田雅阁轿车制冷系统电路如图1所示。

1. 电路组成

任何一个完整的汽车电路都是由电源、控制器件、过载保护器件、用电器和导线几部分组成的。

该电路的电源为蓄电池和发电机;控制器件有点火开关、空调压力开关、散热器风扇开关、ECM/PCM (发动机/动力系统控制模块) 、散热器风扇继电器、冷凝器风扇继电器和压缩机离合器继电器等;过载保护器件有位于发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.42、No.54、No.56、No.57和位于驾驶席侧仪表板下熔断器/继电器盒内的保险丝No.13以及位于前乘客席侧仪表板下熔断器/继电器盒内的保险丝No.13;用电器有散热器风扇电动机、冷凝器风扇电动机和压缩机离合器;导线是指各种不同颜色和线径的单色线、双色线及车体。

2. 电路分析

首先, 当将点火开关转到IG2档并按下空调压力开关时, 冷凝器风扇继电器的线圈通电形成回路, 其电流走向为:蓄电池正极→发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.42→白色线→点火开关 (BAT→IG2) →黄色线→驾驶席侧仪表板下熔断器/继电器盒内的保险丝No.13→黑/黄色线→冷凝器风扇继电器线圈→绿色线→空调二极管→蓝/红色线→空调压力开关 (已闭合) →黄/绿色线→加热器控制板→搭铁。

由于冷凝器风扇继电器线圈通电, 使冷凝器风扇继电器内的常开触点吸合, 接通冷凝器风扇电动机的电路, 此时风扇电动机开始旋转, 其电流走向为:蓄电池正极→发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.56→冷凝器风扇继电器的触点 (已闭合) →蓝/黄色线→冷凝器风扇电动机→黑色线→G201搭铁。

同时, 当将空调开关转到ACC档时, 可以接通压缩机离合器电路, 空调压缩机开始工作, 其电流走向为:蓄电池正极→发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.42→白色线→点火开关 (BAT→IG2) →黄色线→驾驶席侧仪表板下熔断器/继电器盒内的保险丝No.13→黑/黄色线→压缩机离合器继电器线圈→红色线→ECM/PCM (发动机/动力系统控制模块) 的端子A17→搭铁。

由于压缩机离合器继电器线圈通电, 使压缩机离合器继电器的常开触点吸合, 其电流走向为:蓄电池正极→发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.56→压缩机离合器继电器触点 (已闭合) →压缩机离合器→搭铁。

另外, 当冷却水温高于93℃时, 散热器风扇开关自动闭合, 接通散热器风扇继电器的线圈电路, 其电流走向为:蓄电池正极→发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.42→白色线→点火开关 (BAT→IG2) →黄色线→驾驶席侧仪表板下熔断器/继电器盒内的保险丝No.13→黑/黄色线→散热器风扇继电器的线圈→绿色线→散热器风扇开关 (已闭合) →黑色线→搭铁。

由于散热器风扇继电器的线圈通电, 使散热器风扇继电器的常开触点吸合, 接通散热器风扇电动机的电路, 其电流走向为:蓄电池正极→发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.57→散热器风扇继电器的触点 (已闭合) →蓝/黑色线→散热器风扇电动机→黑色线→搭铁, 使散热器风扇电动机开始工作。

当压缩机运转时, 吸入蒸发器内的低压制冷剂蒸气被压缩后, 以高温高压状态排出。这些气态制冷剂流入冷凝器, 并受散热器和冷却风扇的作用被强制冷却, 由气态变为液态。被液化了的制冷剂进入干燥过滤器, 除去水分和杂质后, 流入膨胀阀。高压的液态制冷剂从膨胀阀流出, 变为低压雾状后流入蒸发器。雾状制冷剂在蒸发器内吸热气化, 变成气态制冷剂, 从而使蒸发器表面温度下降。从送风机进来的空气不断流过蒸发器表面, 被冷却后送进车厢内, 使车厢降温。气态制冷剂通过蒸发器后重新被压缩机吸入, 这样反复循环, 即可达到制冷的目的。

3. 故障诊断

通过上述控制过程的分析可知, 当按下空调压力开关并且冷却水温高于93℃时, 风扇电动机电路、空调压缩机电路、散热器风扇电动机电路都经过发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41。所以, 我们在检查系统的电源电路时, 应首先检查保险丝No.41 (本文只针对电路故障进行分析) 。

1) 空调开关接通后, 出风口只出风而无冷气

如果出现该现象, 说明压缩机不转动。根据上述工作过程可知, 引起该故障的原因可能有:发动机罩盖下熔断器/继电器盒内的保险丝No.41、No.42、No.56熔断;驾驶席侧仪表板下熔断器/继电器盒内的保险丝No.13熔断;压缩机离合器继电器线圈烧断, 或压缩机离合器继电器的常开触点不能正常吸合;电源线路断路或接触不良。

2) 车厢内温度不能下降到规定范围, 压缩机电磁离合器自动分离

根据上述工作过程可知, 引起该故障的电路方面的原因可能有:压力开关的调节性能不良;电路某处搭铁等。

3) 空调系统制冷度不足

若空调压缩机长时间运行, 车厢内温度虽有所下降, 但感觉不够凉爽, 一般与电路无关。

4) 空调系统异响

若空调系统工作时发出异响或有明显的振动, 一般是由于机械故障和压缩机内部故障引起的, 与电路没有太大关系。

本田雅阁轿车的制冷系统出现故障后, 只要根据故障现象及相关电路进行认真分析, 弄清其控制过程, 就能迅速、准确地找出故障点, 做到“手到病除”。

电路故障诊断系统 篇2

汽车起动系统电路故障查找

1 汽车起动系统的组成及工作原理 汽车起动系统基本是由蓄电池、电源导线、控制开关、起动机和负极回路线(车架、机体和金属件)构成,如图1所示.其工作过程如下:当驾驶员接通起动开关后,电流由蓄电池正极→起动开关→起动机电磁开关接线柱后分为两路:一路经过起动机电磁开关的保持线圈后搭铁;另一路经起动机电磁开关的吸引线圈→励磁绕组→电刷→电枢→电刷→搭铁构成回路.

作 者：张焦军 ZHANG Jiao-jun 作者单位：河南省焦作市东环路东方花苑一号楼,454002刊 名：汽车电器英文刊名：AUTO ELECTRIC PARTS年，卷(期)：2009“”(3)分类号：U464.142关键词：

模拟电路故障诊断方法的创新 篇3

关键词:模拟电路;故障诊断;小波分析法

中图分类号:TN108.7 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 01-0000-01

模拟电路发生了故障,就不能达到设计时所规定的功能和指标,这种电路称为故障电路。故障诊断就是要对电路进行一定的测试,从测试结果分析出故障。模拟电路故障诊断是电路分析理论中的一个前沿领域。它既不同于电路分析,也不属于电路综合的范畴。模拟电路故障诊断所研究的内容是当电路的拓扑结构已知,并在一定的电路激励下知道一部分电路的响应,求电路的参数,他是近代电路理论中新兴的第三个分支。

一、模拟电路故障

电路诞失所既定的功能称为故障,在模拟电路中的故障类型及原因如下:从故障性质来分有早期故障、偶然故障和损耗故障。早期故障是由设计、制造的缺陷等原因造成的、在使用初期发生的故障,早期故障率较高并随时间而迅速下降。偶然故障是由偶然因素造成的、在有效使用期内发生的故障,偶然故障率较低且为常数。损耗故障是由老化、磨损、损耗、疲劳等原因造成的、在使用后期发生的故障,损耗故障率较大且随时间迅速上升。从故障发生的过程来分有软故障、硬故障和间歇故障。软故障又称渐变故障,它是由元件参量随时间和环境条件的影响缓慢变化而超出容差造成的、通过事前测试或监控可以预测的故障。硬故障又称突变故障。它是由于元件的参量突然出现很大偏差(如开路、短路)造成的、通过事前测试或监控不能预测到的故障。从同时故障数及故障间的相互关系来分有单故障、多故障、独立故障和从属故障。单故障指在某一时刻故障仅涉及一个参量或一个元件,常见于运行中的设备。多故障指与几个参量或元件有关的故障,常见于刚出厂的设备。

二、模拟电路故障测试的传统方法

一般来讲,模拟电路故障诊断的方法可以分为估计法,测试前模拟法和测试后模拟法三大类。估计法是一种近似法,这类方法一般只需较少的测量数据,采用一定的估计技术,估计出最可能发生故障的元件。这类方法又可分为确定法和概率法。确定法依据被测电路或系统的解析关系来判断最可能的故障元件,概率法是依据统计学原理决定电路或系统中各元件发生故障的概率,从而判断出最可能的故障元件。

测前模拟法又称故障字典法或故障模拟法,其理论基础是模式识别原理,基本步骤是在电路测试之前,用计算机模拟电路在各种故障条件下的状态,建立故障字典;电路测试以后,根据测量信号和某种判决准则查字典。从而确定故障。选择测试测量点是故障字典法中最重要的部分。为了在满足隔离要求的条件下使测试点尽可能少,必须选择具有高分辨率的测试点。

测后模拟法又称为故障分析法或元件模拟法,是近年来虽活跃的研究领域,其特点是在电路测试后,根据测量信息对电路模拟,从而进行故障诊断。根据同时可诊断的故障是否受限,SAT又分为任意故障诊断(或参数识别技术)及多故障诊断(或故障证实技术)。

三、模拟电路的故障测试的创新方法——小波分析法

1.小波分析法是基于神经网络的模拟测试

基于神经网络的模拟从测试点提取电压信号特征进行故障诊断,而从电源电流测试角度开展的工作还十分有限。模拟电路中的电流是一个重要的参数,也是故障信息的重要组成部分,包含着电路拓扑结构的丰富信息。若电路发生故障,输出电流波形将随之发生相应变化,含有丰富的故障类信息。对任一电路而言,电源节点是通用的,测量也比较方便,特别是目前模拟/混合电路的集成度与复杂度不断提高,可利用的测试管脚有限,给测试和诊断带来极大困难,因此对电源电流测试的研究具有重要意义。

小波变换具有同时在时-频域分析信号、大量压缩数据的属性,对采样数据经小波变换预处理后,能有效提取故障特征,简化了神经网络结构、提高了训练速度。小波变换具有同时在时-频域分析信号、大量压缩数据的属性,已广泛应用于信号检测、故障诊断等研究领域。在模拟集成电路故障诊断中,小波变换用来预处理采样数据,提取故障特征。二进小波变换通过多分辨分析算法来实现,将信号分解为近似(低频)和细节(高频)两部分,分别对近似和细节继续分解,形成信号的多层分解结构。

2.基于小波分析的模拟电路故障诊断

在电路信号的特征提取中,常采用频谱分析的方法。但是基于统计分析的傅立叶分析仅对不随时间变化的平稳信号十分有效,对于模拟电路响应信号中通常含有非平稳或时变信息却不能有效地提取故障特征。另外,模拟电路中含有大量噪声,若直接将高频成分当作噪声成份舍弃会造成有效成分的损失,若单纯对电路的输出进行分析,会导致故障模糊集较多,分辨率不高。而小波分析所具有的时频局部化特性、良好的去噪能力,无需系统模型结构的优势使之成为分析和处理此类信号的有效工具,也是目前在模拟电路故障诊断领域使用最多的一种特征提取方法,对模拟电路中的软、硬故障均适用。

小波分析的基本原理是通过小波母函数在尺度上的伸缩和时域上的频移来分析信号,适当选择母函数可使扩张函数具有良好的局部性,非常适合对非平稳信号进行奇异值分析,以区分信号的突变与噪声。小波分析技术实现时与神经网络有两种结合方式:一是松散型结合,二是紧致型结合。

总之,模拟电路故障诊断的主要任务是在已知网络的拓扑结构、输入激励信号和故障下的响应时,求解故障元件的物理位置和参数。模拟电路故障诊断理论和方法自研究以来,取得了很多成就,也提出了不少故障诊断方法。

参考文献:

[1]芮赟,李明齐,张小东,易辉跃,胡宏林.两次一维维纳滤波信道估计的一种噪声方差优化方法[J]电子学报,2008,08

[2]周世官,张云.基于进化神经网络的模拟电路故障诊断[J]计算机测量与控制,2007,08

电路故障诊断系统 篇4

例1 2003款本田雅阁汽车空调系统不制冷

故障现象：一辆2003款广州本田雅阁轿车，该车空调是全自动空调系统，并采用全自动H型双驱独立控制。起动发动机，接通空调制冷开关后，空调系统不制冷，空调压缩机不能正常吸合(压缩机不工作)。同时观察到散热风扇均能正常运转，但空调鼓风机只能作高速运转。

故障分析：空调系统不制冷故障一般可从二方面检查：一是汽车空调控制电路是否接通，二是制冷循环系统工作是否正常。由上述故障现象知：压缩机不工作，并且空调鼓风机只能作高速运转。此现象很大可能是汽车空调控制电路出现故障引起，属于第一种情况。也就是说空调系统的控制部分(空调控制器)可能出现故障。空调控制器出现故障有2种可能性：一是输入至空调控制器的传感器、开关或其线路有故障;二是空调控制器本身有故障。

诊断排除：利用该车的故障自诊断功能进行故障排除。起动发动机，接通空调制冷开关数十秒钟后，调取该系统的故障代码，结果在显示屏上未出现故障代码，这说明空调系统的各传感器、开关及其线路没有问题。于是怀疑空调控制器不能正常工作。

检查空调控制器的工作情况。对照该车空调控制电路(如图1所示)，拔下空调控制器和功率三极管线束侧的连接器，接通点火开关，将功率三极管线束侧连接器的3号端子接地，发现鼓风机立即做高速运转，正常。测量功率三极管连接器的4号端子与地和1号、2号端子分别与空调控制器连接的6号、5号端子的导通性，均正常。将线路恢复原状，起动发动机，打开空调A/C开关，然后均匀转动鼓风机转速调节器的调挡位键，这时测量功率三极管连接器2号端子的信号电压，发现该电压的变化同样是均匀的，这表明控制鼓风机转速的电压信号正常，问题可能出在功率三极管上。

分别测量功率三极管侧连接器1号、2号和4号端子与功率三极管C、B和E极的导通性，发现2号端子与B极是断开的。仔细检查发现，在2号端子与B极间串联了一只2A的熔丝，该熔丝已烧断。更换熔丝并装复检查拆下的部件后试车，空调压缩机、鼓风机均工作正常，故障排除。

结合图1所示，分析该故障：当空调系统工作时，鼓风机转速调挡位键处于某一位置，空调控制器会输出一个与之相对应的控制信号至功率三极管的B极，但由于功率三极管的B极与其连接器的2号端子断路，不能接收到该控制信号，所以鼓风机不能正常工作，从而导致该功率三极管连接器1号端子的电压持续为13.92V左右。该电压与空调控制器的6号端子电压相同，如表1所示。空调控制器根据此电压值切断了空调压缩机和冷却风扇的控制电路，从而导致了此故障的发生。

例2捷达前卫2V汽车空调系统高温下不工作

故障现象：故障车辆为捷达前卫2V电喷汽车，行驶里程已达12.5万km，该车在天气不太热时空调工作正常，高温天气热车后空调自动断开不工作。

故障分析：该车在天气不太热时空调工作正常，这说明制冷循环系统在常温下工作正常;而高温天气热车后空调自动断开不工作，此现象说明汽车空调控制电路在高温下出现故障，属于空调控制电路的问题。在例1中所提到，空调控制器出现故障有2种可能性：一是输入至空调控制器的传感器、开关或其线路有故障;二是空调控制器本身有故障。也就是说空调系统的控制电路在低温下是正常的，在高温下就断路了，则说明是空调控制器出现故障的第一种情况。

诊断排除：检查输入至空调控制器的传感器、开关或其线路是否有故障。熟悉该车的空调控制电路后，知道捷达前卫(2V电喷)采用R134a制冷剂，变排量压缩机，取消了常规压缩机空调系统用的恒温开关，正常情况下开空调后，压缩机应一直工作不停机。

其空调电路的控制电路是：接通空调开关E35，电流从蓄电池正极→12V卸荷线X→第6号保险丝→空调开关E35→空调继电器J32线圈→5号线搭铁→蓄电池负极形成回路，空调继电器工作，继电器内部2个触点吸合。其工作原理是：高电位信号来自蓄电池正极经空调继电器的一组触点、环境温度开关F1、组合压力开关F2 (1、2脚)到发动机电控单元ECU的28脚作为空调请求信号，ECU检测到该信号后，先检测节气门位置，如果怠速开关闭合，ECU将给一个140ms的延时，在此时间内提高发动机转速，然后控制其76脚接地，接通空调控制器K的空调继电器，使空调系统工作，同时保证发动机怠速稳定。如果节气门全开，说明发动机在全负荷下工作，ECU将切断控制器K的继电器，空调压缩机不工作。

根据空调控制系统的电路连接情况，对电路的各个元件进行检测：在电控单元ECU的28脚与地之间连接数字式电压表，起动发动机怠速运转并打开空调开关，电压表指示为14V。待发动机工作一会儿后将空调断开时，观察电压表读数仍为14V。测量结果表明，空调继电器、环境温度开关、组合压力开关和线路都正常，发动机电控单元已收到空调请求信号。再把电控单元的76脚接地搭铁，空调机“啪”地一声吸合，也说明空调控制器本身是正常的。

经上述检测，空调控制电路也是接通的，也就是说空调系统是良好的。那么空调系统为什么在高温下出现故障了呢?再对以上检查进行仔细分析可知，出现故障时发动机电控单元已收到了空调请求信号，但没有输出空调机工作指令，其原因可能是因为电控单元收到了其它异常信号，切断了空调机工作。查阅技术资料，并没有说明水温信号对空调系统的影响。用故障检测仪V.A.G1551，调出温度信号，发现当发动机温度显示达119℃时空调机会断开。用水慢慢冲洗散热器，当温度下降到114℃时空调机又自动吸合。检查发动机，并没有发现过热迹象，说明冷却水温度传感器工作不正常。更换冷却水温度传感器后，用监测仪V.A.G1551检测水温信号，最高只有106℃，空调机工作恢复正常，不再断开，故障排除。

此车送本部维修站之前曾在几个修理厂先后更换了空调继电器、空调风扇控制器、组合压力开关，还与正常车辆的发动机电控单元对换过，并且多次检查空调电路，但是都未能排除故障。捷达王(5V电喷)轿车采用博世(Bosch)公司Motronic M3.8.2发动机电控管理系统，在发动机缸盖后面出水管上，除有1个温度传感器外，还有1个119℃的过热温度开关，当发动机过热温度达119℃时切断空调机。捷达前卫(2V电喷)采用西门子(SIEMENS) Simos-3W管理系统，在发动机缸盖后面出水管上虽然只有1个温度传感器，没有过热温度开关，但是西门子Simos-3W软件中自带有程序来实现此功能，通过软件作用取代了1个硬件而实现该功能。所以发动机过热温度达119℃时，空调机就断开。这一点要引起我们的高度注意。

汽车空调系统故障诊断研究 篇5

汽车空调系统故障诊断研究

由于汽车空调工作条件较恶劣,极易发生故障,从汽车空调制冷系统的结构、原理入手,并根据实践经验,总结出对空调制冷系统故障进行诊断方法,同时详细介绍了常见故障排除方法.

作 者：鲍晓东 Bao Xiaodong 作者单位：北京工业职业技术学院,北京,100042刊 名：北京工业职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF BEIJING POLYTECHNIC COLLEGE年，卷(期)：20098(2)分类号：U471.23关键词：汽车空调 故障 诊断 研究

电路故障诊断系统 篇6

【摘 要】故障诊断是一门综合性技术，它涉及现代控制论、信号处理与模式识别、计算机科学、人工智能、电子技术、统计数学等学科。现代故障诊断技术已有30多年的发展历史，但作为一门综合性的新学科——故障诊断学。

【关键词】电路；故障；诊断

1.电力电子电路故障诊断特点

电力电子电路的实际运行表明，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，即晶闸管的损坏，其中以功率开关器件的开路和直通最为常见，属于硬故障。但是，电力电子电路的故障诊断与一般的模拟电路、数字电路的故障诊断还有一个重要的差别：故障信息仅存在于发生故障到停电之前的数毫秒到数十毫秒之间，因此，需要实时监视、在线诊断。

1.1电力电子电路故障诊断的目的

电力电子设备一旦发生故障，小则造成电器产品损坏、交通阻塞、工矿企业停产，大则会威胁人民生命、财产安全，甚至造成重大的人员伤亡或灾难事故，影响国民经济的正常运行。所以，对电力电子设备进行故障检测和诊断显得日趋重要。

长期以来，人们采取两种维修对策：（1）等设备坏了再进行维修，称为事后维修。这种办法的问题是经济损失很大。（2）定期检修设备，称为预防维修。这种方法有一定的计划性和预防性，但其缺点是如无故障，则经济损失较大。

电力电子设备由很多部分组成，包括电力电子主电路、电动机、发电机和各种应用电路。对电力电子设备进行故障诊断就是要对所有的这些电路进行故障检测和诊断。电力电子电路是整个电力电子设备中最关键的部分，对其的故障检测和诊断就显得尤其重要。

1.2电力电子故障诊断的作用

（1）实现早期预报，防止事故发生。

（2）预知性维修，提高设备管理水平。

（3）方便检修，缩短了维修时间，提高设备利用率。

（4）对提高设备的设计制造水平，改善产品质量有指导意义。

2.电力电子电路故障诊断方法

电力电子电路故障诊断技术包括两方面的内容：（1）故障信息的检测：以一定的检测技术，获取故障发生时的所需故障信息，供故障分析，推理用；（2）故障的诊断：依据检测的故障信息，运用合适的故障诊断方法，对故障进行分析、推理，找出故障发生的原因并定位故障发生部位。传统的故障诊断方法在电力电子电路故障诊断中也得到的广泛应用，如故障字典法、故障树、专家系统等。

2.1故障字典法

把一组典型的测量特征值和故障值以一定的表格形式存放，通过比较测量值和特征值，判断故障。先用计算机对电路正常状态和所有硬故障状态模拟，建立故障字典。然后对端口测试进行分析，以识别故障，即将选定节点上测出的电压与故障字典中电压比较，运用某些隔离算法查出对应故障。

故障字典法对于模拟电路和数字电路故障诊断具有很大的实用价值，但字典法只能解决单故障诊断，多故障的组合数大，在实际中很难实现。

2.2故障树法

故障树诊断法就是对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图，即故障树，从故障树的顶事件进行搜索从而找出故障原因的方法。故障树表达了系统内在联系，并指出元部件故障与系统之间的逻辑关系。

故障树诊断直观、灵活、通用，但建树工作量大，繁琐易错，对诊断故障空间较小的问题比较合适。

2.3残差法

残差法是一种基于解析模型的故障诊断方法。即通过研究实际系统与参考模型特征输出量间的残差来进行电力电子装置主电路在线故障诊断和故障定位的过程。该方法同样适用于逆变器主电路的故障诊断，参考模型法用于电力电子电路的故障诊断具有检测量少、判据简单且与输出大小无关的特点。特别是在复杂电力电子电路的故障诊断中该法的优势更加明显。

2.4直接检测功率器件两端电压或桥臂电流的方法

通过检测各功率器件两端的电压，或检测各桥臂电流，得到功率器件的工作方式，再与触发脉冲进行时序逻辑比较，从而判断被诊断对象是否故障，此方法需要检测每个被诊断器件的电压和电流，所需测点较多，需要专门的检测电路和逻辑电路。该方法还可以通过测量电路的输入输出来实现故障诊断。正常工作时，电路的输入输出在一定的范围内变动，当超出此范围时，可认为故障已经发生。另外，还可以测量输入输出变量的变化率是否超出范围来判断是否发生故障。该方法虽然简单，但抗干扰性差。

2.5专家系统诊断的方法

专家系统就是利用计算机推理能力和领域专家的丰富经验，以及系统内部因果关系和人工智能的机器学习功能，设计出的一种智能计算机程序系统，解决复杂的系统故障诊断问题。专家系统对经验性的诊断知识进行形式化描述，突破个人局限广为传播，有利于存储和推广专家的经验，发挥专门人才作用，开辟了综合利用专家知识的新途径，比人类专家更可靠、灵活，不受环境影响。专家系统的知识结构中知识库与推理控制相对独立，可重写增删，可以结合其它诊断方法，构成知识结构的应用程序，拥有人机联诊功能，充分发挥了现场技术人员的主观能动性，并能逐步积累经验日趋完善，因此是很有生命力的故障诊断法。

专家系统诊断的基本思想是：先通过实验或仿真建立起一个可靠的知识库，该知识库包含了电路的环境知识、系统知识和一个规则库，其中知识库反映了系统的因果关系，具体到故障诊断系统中就是系统变量和故障类型、故障点之间的因果关系：然后通过人机接口得到实际运行中的特征变量值；将它应用到规则库进行推理，就得到了电路的基本工作状态和故障信息。该方法的缺点是知识库建立困难，特别是知识库庞大时更是如此。传统的故障诊断专家系统，大多是基于规则的专家系统，它将领域知识编成一系列产生式规则（表示形式为IF…，THEN…）。这种专家系统可以解决许多系统的故障诊断问题，但是由于对复杂的系统要利用大量的产生式规则（这种规则主要依赖人工编写），因而故障诊断专家系统运行很慢，很难适应实时环境的要求；另外，当遇到未见过的新故障或新信息时，如此建立的专家故障诊断系统往往不能正确处理，会因推理能力弱而出现“匹配冲突”、“组合爆炸”及“无穷递归”等问题。要解决这些问题，除非不断进行规则更新，可是新规则与原有规则很有可能相互牵连，这必然导致在规则添加和删除时遇到难以处理的困难。总之，专家诊断系统存在知识获取“瓶颈”问题、难以维护、应用面窄以及诊断能力弱和不适应模糊问题等缺点。

【参考文献】

[1]周莉.论电工技术模块化教学趋势.安徽.淮南，2001，23.

[2]王素玉，刘桦.模块化教学的应用设计与实践.山东工业大学学报社会科学版.

电路故障诊断系统 篇7

2009年7月20日收到对电路板进行离线故障检测,外部测试资源不仅要提供电路板正常工作所需要的各种激励信号,而且要能够采集和处理电路板产生的特殊响应信号。而通常情况下,外部的测试资源是有限的,被测电路板的数量、类型却很多。在某新型武器装备电路板检测诊断系统的设计中,设计人员充分考虑到系统开发模块化、标准化、通用化的发展要求,决定采用以点带面、循序实现的方法,完成该武器系统电路板的故障检测诊断任务。系统结构采用多个适配器组成,首先实现一个适配器,再过渡到整个武器系统。

1 系统功能及组成

电路板故障检测诊断系统[1]用于对武器系统内部电路板开展离线检测和故障诊断。能够快速测定被测电路板正常与否,在此基础上,能够对故障点进行初步定位。系统组成形式采用“主机平台+适配器”结构,其主要组成如下:

1.1 主控计算机

主控计算机中采用一块逻辑分析仪卡,负责总线信号的采集与处理;两块高速数字I/O卡,负责40脚、20脚测试夹、3个数字表笔引入信号(器件引脚信号)的采集与处理及被测CPU板高速控制信号的产生;一块中速数字I/O卡,负责被测CPU板普通控制信号的产生和可编程接口的检测。

主控计算机是整个检测诊断系统核心,主要完成对整个系统的控制、数据采集、数据处理、故障诊断以及人机交互。

1.2 适配器[2]

适配器结构上由顶板、底板以及顶板和底板间的连接电缆组成,功能上完成为装备电路板提供相应的输入激励信号和从装备电路板采集相应的响应信号。

1.3 虚拟示波器

虚拟示波器由通用计算机和示波器采集卡组成。其主要功能为通过示波器表笔测量电路板中的信号,并将其显示在虚拟示波器显示器上,以便于操作人员利用信号对电路板进行检测和诊断。

1.4 附件

附件包括信号传输电缆、电源电缆、测试夹等。

2 系统结构设计

在实现系统各项性能指标的前提下,系统在结构设计上充分考虑到设备稳定性、体积、质量、成本等因素,同时结合武器装备研发自身特点,采用最优化的方案来设计数据采集系统和适配器。

2.1 适配器方案确定

适配器划分有两种方案可选:按单体或电路板类型划分。按电路板类型划分可分成普通数字板、模拟板、CPU板、可编程板、数模混合板等,不同类型的电路板制作成一个适配器。按单体划分,电路板多的单体做成一个适配器,电路板少的若干单体组合后做成一个适配器。

第一种方案,适配器数量少,信号类型单一,但信号复合难度大;第二种方案,适配器数量较多,但意义清晰,并且可以利用单体中相关电路板来辅助测试,更适合装备的现场维修。该新型武器装备结构上由多个单体组成,各单体中的电路板包含有普通数字板、模拟板、CPU板、可编程板和数模混合板。系统在对各单体电路板进行检测时,不是将相同类型的电路板组成一个单体适配器,而是按武器装备所含单体类型,将同一个单体中所包含的全部电路板组成一个单体适配器,这样更有利于各单体检测信号的整合和软件测试的实现。

2.2 系统结构组成

电路板故障检测诊断系统应用基于PCI总线[3]的数据采集卡进行检测诊断,结构上采用多个单体适配器,其总体结构组成如图1所示。由图1可知,该新型武器装备各单体所含的电路板组成一个单体适配器,外部测试电源模块提供+5 V、+12 V、-5 V、-12 V 、+27 V的标准电源;特殊信号源模块提供400 Hz 30 V的交流电压;主控计算机由通用计算机加专用板卡组成。其主要功能为运行电路板检测程序,通过板卡控制适配器工作对所测电路板进行激励,同时通过采集卡将电路板的响应信号采集并进行处理,之后利用测得信号对电路板的工作性能进行判断和检测。

3 主要硬件电路设计

系统主要完成三大部分硬件电路的设计,即被测电路板测试平台设计、信号调理电路设计和接口电路设计。

3.1 被测电路板测试平台设计

被测电路板测试平台,即适配器的顶板,功能上主要完成被测电路板不同类型,不同性质信号的分类,然后将同一类型、同种性质的信号进行有效的梳理和合并。首先对单体所含电路板的检测信号进行分析,从类型上分为模拟信号和数字信号两大类,从性质上可分为输出信号与输入信号。那么在不同电路板之间,我们就可以将相同性质的模拟信号或数字信号进行整合,例如正负5 V,正负15 V电源信号等模拟信号,读写信号,地址控制信号等数字信号。

3.2 信号调理电路

3.2.1 模拟信号调理电路

模拟信号调理电路主要完成模拟信号的滤波、扩展等功能。模拟信号调理电路示意图如图2所示。

由图2可知,系统外部测试资源仅提供正负5 V,正负12 V,正27 V的直流电源信号以及400 Hz 27 V的交流信号。电路板检测所需的正负15 V电源信号需要经AC/DC电源模块产生,所需的400 Hz 20 V交流激励信号则需要经变压器分压产生。另外,被测电路板产生的一些模拟信号远远超出了1802L卡的采集范围,所以还需要相应的分压电路。

3.2.2 数字信号调理电路[4]

数字信号调理电路主要完成数字信号的锁存、选择、采集、扩展等功能。单体电路板检测诊断系统FPGA电路的设计思想是将测试对象每一块电路板所对应的FPGA配置电路整合成一个模块,然后将各个电路板所对应的模块设计成一个译码电路,通过几个控制信号来实现对模块的选择,这样就可以实现对单体多数字信号的采集、锁存。每一个模块内电路所对应的是针对一块电路板所设计的配置电路文件。这样的思想简化了FPGA内部电路的设计,整合了测试对象,对后续的调试工作提供了很大的便捷。

在具体设计时,针对每一块电路板设计一个对应的配置电路文件,然后将其配置文件经过一些处理。以该装备某单体内的一块电路板为例,如图3所示即为检测此块电路板所设计的经过处理后的FPGA配置文件。

经过这样的处理后,将其生成为一个功能模块,使其功能模块化。通过类似这样的处理将单体其它电路板对应设计的配置电路文件功能模块化,将各个功能模块经过一个74138译码器组成一个译码电路,这样在检测过程中,需要检测那一块电路板,就通过程序来选择对应的功能模块工作,其它模块处于不工作状态。经过这样的处理,使本来复杂的电路设计变的简单可行。

4 系统软件开发

4.1 软件开发策略

某新型武器装备系统电路板故障检测诊断系统按照下面的策略进行软件开发:首先按照所含器件尽量少、功能尽量单一的原则划分电路板功能模块;然后运用关联矩阵法[5]策略对电路板进行检测;若各功能模块均正常,则给出结论:电路板正常。否则,给出结论:电路板不正常。并转入基于故障树[6]的电路板故障诊断程序。故障定位到电路板的电子器件引脚或器件级,要求给出诊断提示和维护意见,并建立故障元器件信息库以方便查询。

4.2 故障元器件信息库的开发

在对某新型武器装备电路板检测诊断系统的设计中,要求在实现被测电路板故障定位后,故障元器件的相关信息如故障元器件的图片、名称、位置、功能等都能够自动全面的适时显示出来,从而更有利于下一步的检测维修。开发故障元器件信息库比较可行和简单的一种方案就是建立故障元器件图片库和数据库。

其中图片库的建立和链接相对比较简单。在程序执行过程中,调用图片显示函数即可实现故障元器件的图片显示,图形大小变换以及给其它操作。故障元器件数据库的建立和调用相对比较复杂,实现该数据库表中相关信息调用的主程序如下:

ADOQuery1->Close();

ADOQuery1->SQL->Clear();

ADOQuery1->SQL->Add(sql);

ADOQuery1->Active =1;

ADOQuery1->ExecSQL();

ADOQuery1->Active=true;

ADOQuery1->Edit();

ADOQuery1->Post();

通过程序控制调用该数据库表,即可在测试界面中适时显示故障元器件的相关信息。不仅提高了电路板检测的效率,而且极大的丰富了故障检测的内容,使操作人员在不需要熟悉装备电路板具体工作原理的情况下,即可根据测试提示信息完成故障电路板的检测维修。这样就降低了武器装备保障的难度,大大提高了武器装备电路板检测的效率和可操作性。

4.3 元器件故障定位软件设计流程

与以往武器装备电路板故障检测不同的是,该电路板故障检测诊断系统的设计不仅要实现对武器系统各单体所含电路板工作正常与否的简单判断,而且要完成对故障电路板故障原因的分析,将故障定位到具体的元器件。系统加电初始化后,按照4.1所述的软件开发策略,首先对不同的功能模块进行检测,主控计算机提供所需输入激励信号,PCI数据采集卡采集输出响应信号,并据此信号判断该模块工作是否正常,若工作不正常,系统断电,转入该功能模块的故障检测程序,这时需要借助测试夹具(模拟表笔或数字表笔),将测试夹具夹在被检测元器件的输出信号引脚上,系统再次加电初始化,提供该元器件正常工作所需输入信号,PCI数据采集卡通过测试夹具采集输出信号,并据此信号判断该元器件是否正常,实现元器件故障定位。在对故障功能模块所含元器件进行故障定位时,每次改变测试夹具位置,对不同元器件进行逐一检测时,系统都必须先断电再夹上测试表笔,然后再加电,以防操作不慎引起短路损坏设备。实现电路板各功能模块检测软件设计流程如图4所示:

4.4 可视化测试界面的设计

系统可视化测试界面设计如图5 所示:打开应用程序,首先进入到电路板检测诊断系统主界面,该界面控制进入装备单体显示界面和不同的子功能界面。

装备单体显示界面包括装备单体选择界面和检测对象显示界面。其中,装备单体选择界面显示武器装备检测单体及各单体所含电路板名称;检测对象显示界面显示被选择检测单体的图像。

主界面中包含的子功能界面有系统自检、测试诊断、测试记录、系统帮助四部分。系统自检用于系统采集卡、电源模块等的自检,是系统进行自我检测是否工作正常;测试诊断界面控制系统进入到不同的装备单体测试子界面。测试记录部分完成所有测试过程的记录,并将其以文档的形式提示保存下来。系统帮助界面为用户提供了待测电路板的原理,电路原理图等一些技术信息,并通过连接系统使用说明书,指导和帮助操作人员进行正确的检测操作。

5 结论

某新型武器装备电路板检测诊断系统的设计和实现,从理论和实践上解决了电路板离线故障检测所面临的诸多问题。其适配器构成方案的设计,综合考虑了目前武器装备电路板种类多,信号复杂等因素。系统采用信息处理能力比较强的的采集卡和可编程逻辑器件FPGA来实现。软件开发中,软件开发策略对其他电路板检测系统的开发也有着十分重要的指导意义,而建立故障元器件信息库则是一个创新之处。可视化测试界面的设计使整个操作更加人性化、简易化。

摘要：基于某新型武器装备的电路板故障检测诊断系统,不仅可解决外部测试资源有限,电路板测试信号数量和类型过多之间的矛盾;而且可实现电路板故障定位,将故障定位到相应的元器件。系统结构上由多个适配器组成,采用基于PC I总线的数据采集卡方案进行检测诊断。软件开发完成故障元器件信息库、元器件故障定位及测试界面的设计。

关键词：适配器,故障检测,故障诊断,信息库

参考文献

[1]魏保华,杨锁昌,等.开放式电路测试系统的开发模式.兵工自动化,2004;23(5):76—77

[2]李挺,等.虚拟仪器的自动装弹机故障检测平台的设计.火力与指挥控制,2008,33

[3]韩雪峰,等.基于PC I总线的高速数据采集接口的设计与实现.微计算机信息,2005;21(8)

[4]石彦召,等.基于FPGA的测试对象整合方法.四川兵工学报,2009;5:55—57

[5]顾德均.航空电子装备修理理论与技术.国防工业出版社,2001:114—122

电路故障诊断系统 篇8

关键词：解放CA1091载货汽车,照明系统,电路分析,故障诊断

1 电路结构特点

该照明电路使用了复合式车灯开关, 其中推拉式开关有两档:I档接通小灯 (前示廓灯) 、后灯 (后示廓灯) 、仪表照明灯、牌照灯等, II档则同时接通前照灯;旋钮开关 (在车灯开关不拉出的位置时旋转拉钮) 接通顶灯。

前照灯的电流较大, 因此前照灯电路中设置了保护继电器。前照灯开关 (车灯开关II档) 控制前照灯继电器线圈通断电, 继电器线圈通电时使常开触点闭合, 触点闭合时接通前照灯电路。

机械式变光开关用于前照灯的远光和近光切换, 开关按压一次, 前照灯就切换一次远近光。解放CAl091载货汽车有14个熔断器的熔断器盒, 各熔断器在熔断器盒内的连接如图1所示, 保护前照灯远光、前照灯近光、雾灯、仪表照明灯与示廓灯电路的分别为2号 (25A) 、3号 (15A) 、4号 (10A) 、5号 (5A) 熔断器, 30A熔断器为1号, 在最下边的位置 (图1中在最右边的位置) 。

2 电路原理

2.1 车灯开关电路原理。

车灯开关拉至I档时, 示廓灯、仪表照明灯等均通电亮起, 其电流通路为:蓄电池正极430A熔断器。电流表→车灯开关I档触点45A熔断器→示廓灯→仪表照明灯→搭铁→蓄电池负极。

车灯开关拉至II档时, 前照灯继电器线圈同时通电, 其电流通路为:蓄电池正极430A熔断器→电流表→车灯开关→档触点→前照灯继电器线圈→搭快→蓄电池负极。前照灯继电器线圈通电后, 产生的磁力吸合其触点, 接通前照灯电路, 前照灯亮起, 其电流通路为:蓄电池正极430A熔断器→电流表→前照灯继电器接线柱→前照灯继电器触点→前照灯继电器接线柱→前照灯变光开关→前照灯远光灯或近光灯→搭铁→蓄电池负极。

在发动机工作、发电机正常发电时, 上述电流通路的电源是发电机。发电机供电时的前照灯电流通路为:发电机正极→前照灯继电器接线柱→前照灯继电器触点→前照灯继电器接线柱L→前照灯变光开关→前照灯远光灯或近光灯、搭铁→发电机负极。

2.2 雾灯开关电路原理。

接通雾灯开关时, 雾灯电路通电亮起, 其电流通路为:蓄电池正极430A熔断器→电流表110A熔断器→雾灯开关→雾灯→搭快→蓄电池负极。

3 电路故障诊断方法

CAl091载货汽车照明电路常见的故障有前照灯不亮、示廓灯及仪表照明灯不亮等种故障现象的可能故障部位及故障诊断方法如下:

3.1 前照灯远光、近光灯均不亮

3.1.1 故障原因。

此种故障现象的可能原因: (1) 车灯开关内部II档触点接触不良; (2) 变光开关触点接触不良; (3) 前照灯继电器故障, 如继电器线圈有短路或断路、触点烧蚀、断电器搭铁不良等; (4) 前照灯线路有连接不良之处; (5) 远光灯及近光灯熔断器的熔丝均烧断; (6) 所有前照灯灯泡均已烧坏。

3.1.2 故障诊断方法。

(1) 打开熔断器盒, 检查前照灯2号和3号熔断器的熔丝 (15A、25A) 是否已烧断。如果熔断器的熔丝已烧断, 更换熔断器, 并检查前照灯及连接线路有无搭铁故障;如果前照灯熔断器正常.则进行下一步故障诊断; (2) 将车灯开关拉至II档, 检测前照灯继电器L接线柱的对地电压。如果为蓄电池电压, 则说明灯开关、继电器、相关的连接线路均良好, 故障在继电器L接线柱后的变光开关、前照灯及其连接线路, 需按步骤作进一步诊断;如果无电压, 则进行下一步诊断; (3) 保持车灯开关在II档位置, 检测前照灯继电器SW、B接线柱的对地电压。如果均有蓄电池电压, 则说明前照灯继电器有故障, 需拆修或更换前照灯继电器:如果只是B接线柱无电压, 则检查B接线柱的连接导线;如果只是SW接线柱无电压, 则说明车灯开关不良或灯开关与前照灯继电器之间的线路有断路, 需检查线路或更换车灯开关; (4) 车灯开关在II档时, 检测变光开关三个接线柱的对地电压。如果B接线柱无电压, 则需检修变光开关至前照灯继电器之间的连接线路;如果B接线柱有蓄电池电压, 而L、H接线柱均无电压, 则需更换变光开关;如果L、H接线柱有蓄电池电压 (元电压时, 踏一次变光开关就有电压) , 则需检修远光灯和近光灯相关连接线路, 检查或更换前照灯。

3.2 前照灯只有远光或只有近光。

接通前照灯开关时, 只有远光灯或近光灯能亮。

3.2.1 故障原因。

前照灯只有远光或只有近光的可能故障原因有: (1) 变光开关至近光灯或远光灯的连接线路有断路; (2) 近光灯或远光灯熔断器的熔丝烧断; (3) 变光开关小的近光灯触点或远光灯触点接触不良; (4) 近光灯或远光灯灯泡己烧坏。

3.2.2 故障诊断方法。

(1) 检查近光灯熔断器 (3号) 或远光灯熔断器 (2号) 。如果熔断器熔丝已烧断, 则更换熔断器, 并检查熔断器所连接线路有无短路;如果熔断器正常, 则进行下一步诊断; (2) 车灯开关在II档时, 检测变光开关L或H接线柱的对地电压。如果变光开关在近光灯或远光灯位量时, L或H接线柱无电压, 则说明变光开关有故障, 需予以更换;如果变光开关在近光灯或远光灯位置时, L或H接线柱有蓄电池电压, 则需检修变光开关与前照灯之间线路, 若线路正常, 则需更换近光灯或远光灯灯泡。

3.3 示廓灯及仪表灯均不亮。

电喇叭能响, 但接通车灯开关 (I档) 时, 示廓灯和仪表灯均不亮。

3.3.1 故障原因。

此种故障现象的可能原因如下: (1) 车灯开关内部接触不良; (2) 相关连接线路有断路; (3) 示廓灯和仪表灯电路熔断器的熔丝烧断。

3.3.2 故障诊断方法。

(1) 检查保护示廓灯和仪表灯电路的5号熔断器, 如果熔丝已被烧断, 则更换熔断器, 并检查其连接线路有无短路;如果5号熔断器正常, 则进行下一步诊断; (2) 将车灯开关调至I档, 检测5号熔断器的对地电压。如果有蓄电池电压, 则检修5号熔断器至示廓灯和仪表灯的线路;如果无电压, 需检查5号熔断器至车灯开关之间的线路, 若线路正常, 则需检查或更换车灯开关。

参考文献

[1]陈应国.解放牌CA1091型载货汽车电路故障一例[J].汽车电器, 1998 (6) .

探析模拟电路故障诊断技术 篇9

1 神经网络故障诊断技术

人工神经网络 (Artificial Neural Network) 是通过计算机来模拟人脑结构和人类认知过程的信息处理系统。人工神经网络是一种自适应的模式识别技术, 它会依托自身的学习机制自动形成决策区域, 并以分布的方式存储信息。它能通过网络的拓扑结构和权值分布获得某种映射关系, 也能通过全局并行处理实现输入端到输出端的信息变换。同时它还具有学习功能, 假如环境发生改变, 其映射关系也能自适应地调整。因此, 利用神经网络就能很好地处理在故障诊断中无法用显性公式表达的具有非线性关系的情况。因而, 神经网络故障诊断技术在实际应用中具有重要作用。

神经网络故障诊断过程主要分为两个步骤:第一, 基于可观的“征兆——故障”样本集对神经网络进行训练, 经过特征选择、特征提取等适当地处理过程获得相应的诊断网络;第二, 根据神经网络提供的诊断输入对整个系统进行故障诊断, 也就是利用此神经网络逐步向前计算, 从而实现故障诊断。

神经网络故障诊断技术虽然能较好地解决模拟电路故障诊断中的非线性问题、容差条件下的多故障问题等, 但这种方法也有一定的局限, 例如, 训练样本难获得、忽视专家的经验知识、很难理解网络权值的表达方式。

2 模糊理论故障诊断技术

受元器件容差、非线性和电路噪声的影响, 用传统的模拟电路故障诊断方法就无法精确解出“故障”和“征兆”的关系, 也就无法对故障进行诊断, 出现了模糊现象。故障状态模糊现象的产生就不能用“是”与“否”来判断故障, 而需要精确地给出故障产生的可能性、故障出现的位置以及故障的严重程度。基于此, 人们在对模拟电路故障诊断技术的研究中就衍生出了模糊理论故障诊断技术。模糊理论故障诊断方法就是将“故障”和“征兆”间建立模糊关系矩阵, 再对模糊推理规则产生的模糊关系矩阵进行一定的组合, 然后根据判定阈值来找到出现故障的元件。

模糊理论故障诊断过程主要分为四个步骤:第一, 依据经验和数据建立“故障”和“征兆”间的模糊关系矩阵A, 此矩阵中元素的值越大就表示“故障”和“征兆”间的相互关系越密切, 反之, 元素的值越小就表示“故障”和“征兆”间的相互关系就越不密切;第二, 根据对诊断对象测试的数据, 提取特征参量X;第三, 根据模糊关系矩阵A和特征参量X, 列出矩阵关系Y=XA, 并对其求解, 从而得到故障参量Y;第四, 根据隶属度原则、阈值原则等判定准则, 对故障参量Y进行求解, 从而得出故障诊断结果。模糊理论故障诊断技术能很好地适应不确定性问题, 通过该技术进行故障诊断可以获得多种故障解决方案, 并能根据这些方案的模糊度的高低进行优先程度排序。

3 小波方法故障诊断技术

小波方法的理论基础就是小波变换, 与傅立叶变换一样, 其实质都是一种积分的变换。小波变换的本质就是用一族函数去表示一个信号, 这一族函数我们将其称为小波函数系。小波变换也就是用这个小波函数的不同尺度变换来构成的。小波方法中的小波函数要具备两点特性:

第一, 小波函数要具备速降的特性, 这样才容易获得空间的局域化;

第二, 小波函数要具备震荡性, 这样才能迅速衰减。小波变换由于其良好的时域、频域局域化特性, 因此在模拟电路故障诊断中具有广泛的应用。小波方法故障诊断技术就是利用小波变换, 在多层分解后的不同频带内分析信号, 使其在不同频带内通过清晰的能量变化的形式表现出来, 并与电路正常输出进行对比, 提取特征信号与故障库进行比较后找到故障所在位置。

小波方法故障诊断过程最主要的是故障提取过程, 其主要分为三个步骤:对电路不同模式下的原始信号进行n层Mallat分解, 顺序提取第n层的n个特征信号d1……dn;第二, 计算每一层分解系数Dj, ;

第三, 求出每一层的, 然后按照尺度顺序排列并归一化处理, 得到该模式下的一个特征向量后进行故障诊断。

总之, 随着模拟电路故障诊断理论的不断丰富、完善和发展, 在新的时期模拟电路故障诊断技术取得了飞速的发展, 这对电路的安全、可靠的工作具有极其重要的现实意义。同时, 我们也要不断探索新的理论和技术, 推进模拟电路故障诊断的不断向前发展。

参考文献

[1]曲延华, 于源, 秦宏.模拟电路故障诊断方法的研究[J].科技创新导报, 2009 (20) .

[2]杨士元, 胡梅, 王红.模拟电路软故障诊断的研究[J].微电子学与计算机, 2008 (1) .

汽油机油电路故障诊断与排除 篇10

1 发动机不随起动

1.1 故障现象

起动发动机时, 曲轴虽旋转轻快, 但不能起动。

1.2 分析与诊断

1.2.1 没有适时的强烈电火花产生在气缸内。

1.2.2 气缸内不能形成适当浓度的可燃混合气。

1.2.3 发动机内部右机械故障。

1.3 故障排除

1.3.1 起动时, 观察电流表, 若指针不在5-7A

之间摆动, 表明低压电路有故障, 可按低压断路、断路诊断排除故障。

1.3.2 起动时, 若电流表动态正常, 可取下任一

缸高压线对火花塞相距3~5mm跳火, 若无高压火花, 表明故障在高压部分、可按高压无火或火弱排除故障。

1.3.3 若高压分线有火, 可察看浮子室内存油情况, 若浮子室内无油, 按不来油的操作方法排除故障。

1.3.4 若油平面正常, 可检查加速喷口是否喷油, 若不喷油, 应按加速不良排除故障。

1.3.5 若高压分线跳火、加速喷口喷油, 但仍不能起动, 应检查火花塞或点火正时。

1.3.6 通过以上检查后仍不能起动, 应检查发动机气缸压力;若压力过低, 应对发动机进行维修。

2 发动机不易起动

2.1 故障现象

2.1.1 起动时有着火征兆, 但不易起动;

2.1.2着火后难以维持;2.1.3冷车不易起动;2.1.4热车不易起动

2.2 分析与诊断

2.2.1 混合气过稀或通浓;2. 2.2点火时间过早成过迟;2. 2.3高压火花过弱;2. 2.4少数缸不工作;

2.2.5 发动机内部机械故障。

2.3 故障排除

2.3.1 发动机若有着火症状, 但不易起动, 可先查油路再查电路。

若排气管“放炮”、冒黑烟, 节气门轴有油渗出, 应按“过浓”检查;若多次急加速或向化油器内注入少量汽油才能起功, 应按混合气过稀故障检查。若起动“发咬”, 曲轴反转, 应检查点火是否过早;若起动时旋转轻快.排气管伴有“突、突”声, 应检查点火是否过迟;若起动时有明显的“回火”或“放炮”现象、应属点火错乱、需检查高压线或校正点火正时。2.3.2冷车不易起动, 可先按混合气过稀故障检查, 再检查高压火花是否过弱、个别缸是否不工作。2.3.3热车不易起动。可先按混合气过浓故障检查。再检查点火线圈温度是否过高、各导线是否松动。

3 发动机运转不正常

3.1 怠速不良

3.1.1 故障现象。发动机起动后, 中、高速运转良好, 但松抬加速踏板, 发动机发抖或熄火。

3.1.2 分析与诊断。

a.混合气过浓或过稀;b.分电器断电触点烧蚀;c.点火过早或过迟;d.火花塞工作不良。

3.1.3 故障排除。

a.先检视化油器油平面, 按燃料系怠速不良诊断;b.经以上检查调整后若仍不良, 应逐缸作断火试验, 断火后发动机运转有变化, 再进行反复加速试验。若加速不自如并伴有大量黑烟, 表明点火道迟:若出现严重金属敲击声, 表明点火过早;c.若单缸断火, 发动机运转无变化, 应检查该缸火花塞工作情况;d.检查高压跳火情况, 若火花“细、短、红”, 就检查触点是否烧蚀、按高压火弱排除故障。

3.2 高速不良

3.2.1 故障现象。发动机在低、中速时运转良好, 而高速时却发出无节奏的“突、突”声。

3.2.2 分析与诊断。

a.供油不足;b.火花塞、断电触点间隙过大;c.活动触点臂弹簧弹力过弱;d.点火线圈、电容器工作不良。

3.2.3 故障排除。

a.拉阻风门后加速状况若有好转、表明供油不足, 妓燃料系“中、高速不良”故障诊断。b.拉阻风门后变化并不明显, 应检查断电触点臂弹簧的弹力。断电触点臂弹簧在触点上的压力应为3.9-6.9N:当触点刚张开时, 弹簧秤读数小于规定值, 应更换断电触点。c.通过以上检查仍未排除故障, 应在高速时对高压分线高压试火, 来判断点火线圈、电容器、火花塞的工作状况, 按高压火弱的诊断方法排除故障。

3.3 加速不良

3.3.1 故障现象。

a.急加速时排气管出现短暂的“突、突”声;b.加速不自如, 发动机转速不能迅速提高;c.化油器有时回火。

3.3.2 分析与诊断。

a.分电器真空或离心调节器工作不良;b.断电触点间隙过小或点火过迟;c.化油器加速装置工作不良;d.浮子室油面过低;e.化油器加浓装置工作不良:

3.3.3 故障排除。

a.检查化油器加速装置工作情况。若加速喷口不喷油。按加速不良故障检查;b.若工作正常, 可适当转动分电器, 使点火提前, 若加速良好.则为点火过迟;c.转动分电器后, 仍加速不良时, 应检查断电触点间隙是否过小、真空和离心点火提前装置是否良好;d.检查化油器机械、真空加浓装置工作是否正常。

3.3.4 爆震

3.3.4. 1 故障现象。发动机怠速运转良好, 而当转速提高或突然加速时, 发动机产生爆震。

3.3.4. 2 分析与诊断。

a.点火时间过早;b.断电触点间隙过大;c.火花塞过热或积炭过多;d.混合气突然过浓;e.汽油牌号选择不当。

3.3.4. 3 故障排除。

a.适当推迟点火提前角再起动, 若爆震消失。则为点大过早、按点火过早故障诊断;b.若推迟后仍然爆震.再检查火花塞是合过热或积碳过多。若过热.应更换火花塞;c.若推迟点火提前角或检查火花塞后仍爆震, 则应检查混合气是否过浓、触点间隙是否过大。否则检查汽油牌号是否适当。

3.3.5 化油器回火

3.3.5. 1 故障现象。a.发动机运转时化油器回火;b.动力下降。

3.3.5. 2 故障原因。a.混合气过稀;b.点火时间过迟;c.火花塞积炭、过热;d.分电器搭铁不良。

3.3.5. 3 诊断与排除。

a.适当关闭阻风门后, 若发动机工作正常。则为混合气过稀。按混合气过稀的故障检查外排除故障;b.对高压分线试火, 若火花正常, 应检查火花塞是否积碳、过热;若火花过弱, 按高压火若故障排除故障;c.检查分电器、断电触点固定螺钉是否松动听搭铁不良;d.检查点火是否正时。

3.3.6 发动机振抖

3.3.6. 1 故障现象:发动机运转时出现抖动。

3.3.6. 2 分析与诊断。

a.点火错乱;b.个别缸不工作;c.点火时间过早;d.火花塞或断电肋点间隙过大;e.混合气过浓。

3.3.6. 3 故障排除。

a.检查点火是否错乱, 若错乱则应重新排列;b.用单缸断火法检查各缸的工作情况, 若个别缸不工作、按个别缸不工作故障排除;c.通过以上检查后仍振抖, 可适当推迟点火时刻。若好转、表明点火过早;若无变化.应检查混合气是否过浓。

参考文献

[1]刘业福, 杨芳华.汽油发动机油电路综合故障的诊断[J].2006 (3) .

[2]李金学.发动机油、电路故障的预防[J].汽车维修与保养, 2002 (3) .

[3]魏国强.汽车发动机油电路故障的判断[J].福建农机, 2003 (2)

模拟电路故障成因分析及诊断 篇11

随着时代的进步, 模拟电路的发展越来越迅速, 已经渗透到我们生活的诸多领域, 它得到了广泛的应用, 如用于军工、家用电器、自动控制等等各个方面。因此对于模拟电路的可靠性也就更严格, 当设备发生故障后, 及时的诊断出故障的原因也是十分必要的, 因此模拟电路故障诊断是电路分析中的重要环节, 也是一个前沿的领域, 要意识到它的重要性。

一、模拟电路故障的类型

当电路系统丧失了规定的功能和指标时就称为电路故障。下面是从不同角度把电路故障进行了分类。

1、模拟电路的故障中, 按照故障的性质来分有早期故障、偶然故障和损耗故障

所谓早期故障是指由设计、制造的缺陷等原因造成的, 并在使用初期发生的故障, 这种故障的发生率较高, 它随时间而迅速下降。偶然故障是指在有效使用期内发生的, 由偶然因素引起的故障, 这种故障率较低并且为常数。损耗故障是指在使用后期发生的, 由老化、磨损、损耗、疲劳等原因造成的故障, 这种故障率较大并且随时间而迅速上升。

2、按照故障发生的过程分有软故障、硬故障和间歇故障

软故障也称渐变故障, 它是指元件参量随环境条件和时间的影响缓慢变化而超出容差造成的, 这种故障通过事前测试或监控事可以预测的。硬故障也称突变故障, 它是由于元件的参量突然出现较大的偏差 (如开路、短路) 造成的, 这种故障通过事前测试或监控不能预测的。间歇故障是由、老化、容差不足、等原因造成的, 这种故障仅在某些特定的情况下才表现出来的。根据实验表明, 硬故障出现的几率约占故障率的80%, 继续研究仍有价值。

3、按照同时故障数及故障之间的相互关系分有单故障、多故障、独立故障和从属故障

单故障是指在某一个时刻故障仅涉及一个元件或一个参量, 早运行的设备中常见。多故障是指与几个元件或参量都有关的故障, 早出厂的设备中常见。独立故障是指不是因为另一个元件得故障而引起的故障。从属故障是指由另一个元件的故障而引起的故障。

二、模拟电路故障的几种诊断方法

1、模拟电路故障的诊断方法有很多, 但一般来说, 电路的诊断都以下的工作:

(1) 故障检测:它是根据已知的电路拓扑图, 元件的标准参数和采集到的数据来判断被测的电路是否存在故障, 因此故障检测还是比较容易实现的。

(2) 故障辨别:也就是故障定位, 是在被测电路存在故障的条件下, 确定故障元件的位置, 因此故障辨别是故障诊断中比较关键的环节。

(3) 故障预测:是指在故障发生前, 也就是电路正常的情况下, 对元件进行持续的监测、分析和预报可能发生的故障, 提前更换将要失效的元件, 避免故障的发生。故障预测也是十分必要的。

2、模拟电路的诊断方法各有特点, 下面就列举几种方法, 根据实际情况可以选择

(1) 测前模拟法SBT

测前模拟法也称故障模拟法或者故障字典法FD, 它的基本步骤是在电路测试之前, 用计算机模拟出电路在各种故障条件下的状态, 并建立故障字典;在电路测试时, 根据某种判决准则和测量信号查故障字典, 从而确定故障。这种方法的理论基础是模式识别原理, 因此故障字典法最重要的部分是选择测试测量点。所以要选择具有高分辨率的测试点。

故障字典法的优点是所需的测试点少, 几乎不需要测后计算, 因此灵活性好, 对在线诊断比较适用, 如在机舱、船舱使用。它的缺点是故障经验有限, 对大规模测试比较困难, 目前主要在单故障与硬故障的用。

(2) 测后模拟法SAT

测后模拟法, 是近年来较活跃的研究领域, 它的特点是在电路测试后, 根据测试信息对电路进行模拟, 从而诊断故障。这种方法主要包括故障验证法和元件参数辨识法。

(3) 近似技术

近似技术着重研究在测量较少数据的情况下, 根据一定的判别准则和方法, 识别出最可能发生故障的元件, 它的方法包括概率统计法和优化法。

(4) 模糊诊断

模糊诊断的原理是模糊模式的识别。测试前, 按照一定的准则构成判别函数;测试后, 再利用判别函数来判别所测得的特性向量对各种故障状态的隶属程度。对于复杂电路, 由于元件容差及元件参量与特性之间的非线性关系, 用传统的理论很难获得精确解, 但对故障诊断来说, 不要求有精确解, 只要满足故障隔离的要求, 于是就可以把复杂电路当作模糊系统, 用模糊诊断法进行故障诊断。

总结

我们已经知道模拟电路在生活中的重要作用, 故障的诊断理所应当的就是重要环节, 本文也给出了故障诊断的几种方法, 我们在实际的应用中根据实际的情况, 灵活的掌握并使用诊断方法, 准确的找出故障位置, 提高故障处理能力。同时随着故障诊断技术与计算机技术的密切结合, 利用微型计算机和微处理器可以使故障诊断更加快速可靠。

摘要：现代的电子设备随着电子工业的迅猛发展, 它的复杂性也越来越高, 模拟器件和电路成为其中的不可缺少的重要部分。因此电路系统集成度也不断增大, 大量事实表明, 模拟电路设备比数字电路更容易发生故障, 即模拟电路的故障成本占集成电路总诊断成本的绝大比重, 因此对模拟电路故障进行分析与诊断是十分重要的。本文主要对模拟电路故障的成因进行分析和诊断, 并介绍了几种诊断方法。

关键词：模拟电路故障,故障成因,故障诊断方法

参考文献

[1]王玲:《大规模模拟电路故障诊断理论与方法研究》, 湖南大学, 2006年。

[2]刘勍、张少刚、齐世平:《现代模拟电路故障诊断新方法》, 《信息与电子工程》, 2006年。

[3]邹锐:《模拟电路故障诊断理论和方法》, 华工理工大学出版社, 1989年。

[4]高泽涵:《电子电路故障诊断技术》, 西安电子科技大学, 2000年。